快速成型技术
四种常见快速成型技术
四种常见快速成型技术第一种常见快速成型技术：数控加工技术。
数控加工技术是一种机器控制加工技术，利用计算机及其相应的程序控制生产设备，进行机械加工，使得一次处理能完成的で一台以上的机器工具构成的加工中心,部件在台面上面固定，四个或以上的自动工具装在滑轨上, 根据电脑程序指定的加工参数，自动更换、安装选择夹具，分别做加工工作，从而完成制件定位、撬开、冲孔、攻丝、开槽、铰榫等复杂加工工作。
数控加工技术主要采用机械加工加工，适用于大批量生产或多种多样零件快速、高效率、低成本加工，且图纸精度高、表面光洁度高等。
第二种常见快速成型技术：熔融塑料成型技术。
熔融塑料成型技术首先将原料加工成模板，然后将模板放入机器中，当原料温度到达要求时，机器自动把原料按照设定的温度、时间及力度压入模具内，形成冷却后的成型物体。
这种技术利用塑料的特性，具有效率高，成型精度高，成型时根据原料的特性可以做出不同的加工处理，并且具有强度大，防水，耐高低温的特点，适用于各种塑料制品的快速成型。
第三种常见快速成型技术：射出成型技术。
射出成型技术指在机械压力下将原料熔融输送到射出模具成型模块中，随后由冷却系统冷却，完成制件的快速成型。
这种技术主要用于金属铸件、塑料件等的制造，具有造件精度高，尺寸稳定性好，表面光洁，强度高，厚度一致，成型快，节省材料等优点。
第四种常见快速成型技术：热压成型技术。
热压成型技术是把金属或塑料原料置于型模具内，用压力和热量同时共同作用，使金属和塑料原料发生塑性变形而成型的一种快速成型技术。
该技术采用型模具可以实现造型精度高、制件造型美观，制造完后制件可以免去热处理步骤；并且利用该技术进行多余的金属屑的再生，形成复合制件，极大的降低了制件的生产成本。
快速成型技术名词解释
快速成型技术名词解释快速成型技术是一项技术，它可以使制造业的工人以更快的速度制造出更加精细的产品。
近年来，快速成型技术受到越来越多的注意，应用于各种行业，被广泛用于产品设计和制造。
快速成型技术是由计算机控制的，可以控制机器运动，形成有规律的加工过程，以此实现零件的快速成型。
它主要分为三类：数控加工，三维打印以及机器视觉技术。
数控加工是一种用计算机控制机器，根据3D模型和CAM程序来制造产品的技术。
这种技术有助于实现快速的成型，准确的加工尺寸，低成本，高效的加工过程。
三维打印是一种通过添加一层又一层的材料，利用计算机模型制造物品的技术。
它的优点是快速、正确，可以在非常短的时间内创建出复杂的模型，可以根据需要自由更改模型，减少加工时间，并有效地提高产品质量。
机器视觉技术是一种通过计算机分析图像来实现三维定位的技术。
它可以把机器与环境中的物体联系起来，使机器能够捕获到物体的形状、尺寸、位置等信息，用于快速成型。
在快速成型技术中，数控加工是一种关键技术。
它可以准确控制和执行加工程序，使零件具有更高的一致性，并可以实现更精细、更复杂的加工。
三维打印可以用于制造一些复杂的零件，它可以更有效地制造零件，并且具有非常快的速度。
机器视觉技术则可以实现对被加工零部件的快速、精确的过程检测，以便快速成型。
总的来说，快速成型技术的应用可以提高制造业的生产效率，减少成本，提升产品质量，为制造业提供了一种新的制造模式。
它不仅可以大大提高制造业的生产效率，还可以增强了制造业运作的灵活性，满足当下客户对于快速交付的需求。
快速成型技术的应用不仅有利于提高产品质量，也实现了资源的有效利用，促进了社会的可持续发展。
在未来，将会有更多的应用程序和新的技术出现，更好地满足客户的需求，使制造业更加先进和可持续。
快速成型技术
其在处理速度上都可以很好的满足需求，而且时间跨度不大，有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二：集成化，快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一，我们知道在快速 成型的操作过程中，计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式，自动生成数控指令，依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在，达到了高度的集约化。 其三：适用性，快速成型技术，适翻分层技术制造工艺，将复杂的三维切成二维来处理，极大的简化了加工流程，在不存 在三维刀具的干涉的前提下，高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲，还是从实践上来讲，其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四：可调整性，快速成型技术，即真正意义上的数字化系统，是制造业中的利器，我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性， 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产；而且在此过程中，保证了成型过程的柔韧 性。 其五：自动化，快速成型技术，实现了完全的自动化成型，只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下，实 现整个过程的自动运行。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及，为新的制造技 术的产生奠定了技术物质基础。
快速成型技术
快速成型技术(RP)的成型过程
快速成型技术(RP)的成型过程：
首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型,
设计
设计
快
铸造 锻压 焊接
模具
模具
速
毛坯
成
去
（大于工件）
形
除
半成品
加
半成品
工
工件
样品
模具
a）
b）
传统加工与快速成型比较
快速成型技术(RP)的定义
快速成型技术(Rapid Prototyping & Manufacturing, 缩写为(RP) 技术，又叫快速原型技术。
RP技术是将计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助制造(CAM) 、计 算机数控技术(CNC) 、材料学和激光结合起来的综合性造型技术。
快速成型技术 (RP)
快速成型技术(RP)的起源
1979年，东京大学的中川威雄教授利用分层技术制造了金属冲裁模、 成形模和注塑模。
20世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的AlanJ. Hebert（1978 年）、日本的小玉秀男（1980年）、美国UVP公司的Charles W. Hull （1982年）和日本的丸谷洋二（1983年），各自独立地首次提出了RP的 概念，即利用连续层的选区固化制作三维实体的新思想。 Charles W. Hull在UVP的资助下，完成了第1个RP系统Stereo lithography Apparatus （SLA），并于1986年获得专利，这是RP发展的一个里程碑。随后许多 快速成形概念、技术及相应的成形机也相继出现。
快速成型技术的工作原理
快速成型技术的工作原理快速成型技术（Rapid Prototyping Technology，RPT），也称为快速制造技术（Rapid Manufacturing Technology，RMT），是指采用计算机辅助设计（CAD）、数控加工（CNC）和分层制造技术（SLM）等手段，快速制作出具有复杂内部结构的三维实物模型或器件的一种先进制造技术。
快速成型技术主要包括三个方面的内容：现代制造方式、CAD技术和快速成型技术。
快速成型技术的工作原理是将设计图或CAD模型转为STL文件，再将STL文件通过计算机化控制系统控制加工设备的动作，并以逐层堆积、覆盖、切割、加压等方式将逐层依次进行制造，直至完成所需产品的加工制造。
其具体工作流程如下：1.设计阶段首先，使用计算机辅助设计（CAD）软件将所需产品的三维模型绘制出来。
CAD绘图是快速成型技术的关键环节，决定了产品的实际制造效果和制造成本，需要使用专业的CAD软件进行设计。
2.模型处理阶段CAD设计完成后，需要进行一系列的模型处理。
主要包括增补模型壳体、提高模型强度、修复模型错误等。
这一阶段的处理对制造成型的质量和效率有直接的影响。
3.数据修复阶段接下来进入数据修复阶段，对CAD绘制过程中的错误进行修复和清理，以确保STL文件的精度和准确性，避免在制造过程中出现数据错乱和失真等问题。
4.切片阶段STL文件经过数据处理后，需要切成非常小的层面，比如0.1mm，这个过程称为切片。
通过这个过程将模型切成多个水平层面形成多个切片。
每层镶嵌在一起就变成了整个模型。
5.加工阶段加工阶段就是将切片依次导入数控加工机中，喷射实现逐层累加和压实，也就是通常所说的“逐层堆叠”过程。
这个过程就是快速成型技术的核心技术。
6.后处理阶段最后的后处理阶段可以将产品进行研磨、喷漆、涂料处理等等。
完成整个产品制造的过程。
总之，快速成型技术极大地缩短了从概念到产品推向市场的时间。
快速成型技术的高效加工和制造过程为设计师提供更好的自由度，可以随意尝试和实验不同的设计方案，以最快的速度推向市场产品。
快速成型技术
b.设计的易达性
• 可以制造任意复杂形状的三维实体模型，快速成型技术不受零件几何 形状的限制，在计算机管理和控制下能够制造出常规加工技术无法实 现的复杂几何形状零件的建模，能充分体现设计细节，尺寸和形状精 度大为提高，零件不需要经一步加工。
c.快速性
• RP技术是一项快速直接地单件零件的技术。可以直接接受产品设计 （CAD）数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型，大大缩短新 产品开发周期、降低成本、提高开发质量。
分层实体成型——LOM成ห้องสมุดไป่ตู้工艺
• LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体 制造，其工艺原理是根据零件分层几 何信息切割箔材和纸等，将所获得的 层片粘接成三维实体。其工艺过程是： 首先铺上一层箔材，然后用CO，激 光在计算机控制下切出本层轮廓，非 零件部分全部切碎以便于去除。当本 层完成后，再铺上一层箔材，用滚子 碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺 上的一层牢固地粘接在已成形体上， 再切割该层的轮廓，如此反复直到加 工完毕，最后去除切碎部分以得到完 整的零件。该工艺的特点是工作可靠， 模型支撑性好，成本低，效率高。缺 点是前、后处理费时费力，且不能制 造中空结构件。
选择性激光烧结成型——SLS成型工艺
SLS(Selective Laser Sintering)工艺，常 采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材 料的粉末作为成形材料。其工艺过程是： 先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控 制下用激光束有选择地进行烧结(零件的 空心部分不烧结，仍为粉末材料)，被烧 结部分便固化在一起构成零件的实心部分。 一层完成后再进行下一层，新一层与其上 一层被牢牢地烧结在一起。全部烧结完成 后，去除多余的粉末，便得到烧结成的零 件。该工艺的特点是材料适应面广，不仅 能制造塑料零件，还能制造陶瓷、金属、 蜡等材料的零件。造型精度高，原型强度 高，所以可用样件进行功能试验或装配模 拟。
快速成型技术
快速成型技术1、快速成型简介快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
2、RP 技术的原理RP 技术是采用离散∕堆积成型的原理, 由CAD 模型直接驱动的通过叠加成型方出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型, 根据工艺要求将其按一定厚度进行分层, 把三维电子模型变成二维平面信息(截面信息), 在微机控制下, 数控系统以平面加工的方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接成型, 图1 为RP 技术的基本原理。
图1 RP 技术的基本原理。
RP 技术体系可分解为几个彼此联系的基本环节: 三维CAD 造型、反求工程、数据转换、原型制造、后处理等。
2.1立体光固化成型(SLA)该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法。
SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描, 被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化, 形成零件的一个薄层。
工作台下移一个层厚的距离, 以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂, 进行下一层的扫描加工, 如此反复, 直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用, 故在工作时只需功率较低的激光源。
此外,因为没有热扩散, 加上链式反应能够很好地控制, 能保证聚合反应不发生在激光点之外, 因而加工精度高, 表面质量好, 原材料的利用率接近100%, 能制造形状复杂、精细的零件, 效率高。
快速成型技术
第六章快速成型技术 (2)4.1 快速原型技术简介 (2)4.1.1 快速成型的基本原理 (2)4.1.2 快速成型的工艺过程 (3)4.1.3 快速原形技术的特点 (4)4.2 RP工艺方法简介 (5)4.2.1典型RP工艺方法简介 (5)4.2.2 典型快速成型工艺比较 (8)4.2.3 其他快速成型工艺 (9)4.3 SCPS350紫外光快速成型机 (9)4.3.1 SCPS350紫外光快速成型机基本原理及制作过程 (9)4.3.2 SCPS350紫外光快速成型机床控制软件的介绍 ..................................... 错误!未定义书签。
4.3.3 SCPS350紫外光快速成型机机床实例讲解............................................. 错误!未定义书签。
第六章快速成型技术4.1 快速原型技术简介快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的新兴制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。
它集成了CAD 技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。
由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。
与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。
通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了广泛应用。
快速成型技术自问世以来，得到了迅速的发展。
由于RP技术可以使数据模型转化为物理模型，并能有效地提高新产品的设计质量，缩短新产品开发周期，提高企业的市场竞争力，因而受到越来越多领域的关注，被一些学者誉为敏捷制造技术的使能技术之一。
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②选择性激光烧结（SLS）产品的特点
1. 材料适应面广,不仅能制造塑料零件,还能制造陶瓷、蜡等材料 的零件。特别是可以制造出能直接使用的金属零件。这使SLS 工艺颇具吸引力。 2. SLS工艺不需加支撑,因为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。 3. 精度不高。平均精度为±0.15--±0.2mm,表面粗糙度不好,不 宜做薄壁件。
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2.选择性层片粘接
以色列Solidimension公司 ——SD300三维打印机
②分层实体制造（LOM）产品的特点
⑴ 由于LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓,而不用扫描整 个截面,因此工艺简单,成型速度快,易于制造大型零件；
⑵ 工艺过程中不存在材料相变,因此不易引起翘曲变形,零件的精度较 高,激光切割为0.1mm,刀具切割为0.15mm，控制激光的光强和切 割速度，可保证良好的切口质量和切割深度； ⑶ 工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用,所 以LOM工艺无需加支撑；
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一、快速成型制造的基本概念与原理
2、原理
三维CAD 模型设计
CAD模型 的近似处理
对STL文件 切片处理
逐 层 制 造
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二、快速成型技术的特点
1．数字化制造。 2．高度柔性和适应性。 3．快速。 4．材料类型丰富多样。
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三、快速成型制造的主要方法
RP工艺分类
液体材料 粉状材料 片状材料
液体树 脂固化
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3. 选择性粉末熔结/粘接
①基本原理
选择性粉末熔结／粘接是利用粉末 状材料成形的。先在工作台上铺 上一层有很好密实度和平整度的 粉末，用高强度的 CO2 激光器在 上面扫描出零件截面，有选择地 将粉末熔化或粘接，形成一个层 面，利用滚子铺粉压实，再熔结 或粘接成另一个层面并与原层面 熔结或粘接，如此层层叠加为一 个三维实体。成型后，将多余粉 末去除。
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1.选择性液体固化
西安交通大学 LPS600
1.选择性液体固化
② SLA工艺成形产品的特点
SLA方法是目前快速成形技术中研究得
最多的方法，也是技术上最为成熟的
方法。 优点: SLA工艺成形的零件精度较高,能达到 0.05mm ；产品透明美观，可直接做 力学实验。 缺点 : 但这种方法也有自身的局限性 , 比如 需要支撑、树脂收缩导致精度下降、
熔融材 料固化
激光熔 合材料
粘结剂 粘结材料
粘性片材 的粘结
UV粘结 片状材料
SLA SGC LTP HIS BIS
FDM SDM 3DW BMP ES
SLS GPD
3DP SF TSF
LOM
SFP
常用工艺： SLA、LOM、SLS、FDM、3DP……
三、快速成型制造的主要方法
1、选择性液体固化（SLA） 2、选择性层片粘接（LOM） 3、选择性激光烧结（SLS） 4、熔融沉积成形 （FDM） 5、立体喷墨打印 （3DP） 6、聚合物喷射 PolyJet
LOM工艺由美国亥里斯公司于1986年研制成功.实现这种方法的代表是该公 司的LOM-1050和LOM-2030成形机。
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2.选择性层片粘接
以色列Solidimension公司 ——SD300三维打印机
2.选择性层片粘接
①基本原理
采用激光或刀具对箔材进行切割。 首先切割出工艺边框和原型的边 缘轮廓线，而后将不属于原型的 材料切割成网格状。 通过升降平台的移动和箔材的送给 可以切割出新的层片并将其与先 前的层片粘接在一起，这样层层 迭加后得到一个块状物，最后将 不属于原型的材料小块剥除，就 获得所需的三维实体。这里所说 的箔材可以是涂覆纸（涂有粘接 剂覆层的纸），涂覆陶瓷箔、金 属箔或其他材质基的箔材。
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1.选择性液体固化
立体光刻（SLA — Stereo Lithography Apparatus)
SLA 工 艺 于 1984 年 获 美 国 专利，1988年美国3D System公 司推出的商品化样机 SLA—1 ， 是世界上第一台快速原型技术 成形机。
1.选择性液体固化
① 基本原理:
基于液态光敏树脂的光聚合 原理。将激光聚集到液态 光固化材料(如光固化树脂) 表面逐点扫描 , 令其有规律 地固化,由点到线到面,完成 一个层面的建造。而后升 降移动一个层片厚度的距 离,重新覆盖一层液态材料, 进行第二层扫描 , 再建造一 个层面 , 第二层就牢固地粘 贴到第一层上 , 由此层层迭 加成为一个三维实体。
⑷成型材料只能采用纸、塑料等片材；
⑸后处理难度大，材料废除大，对环境有一定污染，成本相对较高； ⑹力学性能差,只适合做外形检查。 ⑺系统较复杂，稳定性不高。
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3. 选择性粉末熔结/粘接
选择性激光熔结(SLS) Selective Laser Sintering
选择性激光熔结工艺由美国 德 克 萨 斯 大 学 奥 斯汀分校于 1989 年研制成功 ， 已被美国 DTM 公 司 商 品 化 ， 推 出 SLS Model125 成 形 机 。 德 国 EOS 公司和我国的北京隆源自动成 形系统有限公司也分别推出了 各自的SLS工艺成形机。
快速成型Rapid Prototy来自ing河南工学院机械学院
快速成型制造 RPM
一、快速成型制造的基本概念与原理
二、快速成型技术的特点
三、快速成型制造的主要方法 四、直接金属成形技术 五、快速成型技术的应用 六、快速成型技术发展趋势
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一、快速成型制造的基本概念与原理
1、概念
快速成型（RP — Rapid Prototyping ）技术 是一种基于离散堆积成形思想的新型成形技术，是集成计算机、 数控、激光和新材料等最新技术而发展起来的先进的产品研 究与开发技术。 快速成型制造(RPM — Rapid Prototyping Manufacturing） 是使用RP技术，由CAD模型直接驱动的快速完成任意复杂形 状三维实体零件的技术的总称。
光固化树脂价格昂贵，有一定的毒性
；且产品不能溶解，不利于环保 。
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1.选择性液体固化—技术延伸
CLIP（Continuous Liquid Interface Production technology） 连续液体界面提取技术
2.选择性层片粘接
分层实体制造(LOM) Laminated Object Manufacturing